專利名稱：語音信號后處理濾波方法
技術領域：
本發明涉及一種濾波方法，尤其涉及一種語音信號后處理濾波方法。
技術背景通用的語音編解碼器一般都是使用基于線性預測技術和殘差激勵編碼的碼激勵線性預測(CELP)算法來實現的，其激勵通常是自適應碼本和 固定碼本產生的激勵構成的，其具體實現流程可參見圖1和圖2。盡管上 述線性預測技術和激勵編碼技術已經能夠較好的模擬語音信號，但是由于 模型并不能總是完美的近似信號和編解碼中不可避免的解碼語音信號會 有一定程度的失真。特別是在低碼率情況下，失真情況會更加嚴重。因此 對語音再進行一些后處理是有必要的，所述后處理可包括對自適應碼本激 勵、固定碼本激勵、總激勵和解碼語音信號的濾波處理。傳統的AMR-WB 和AMR-WB+含有多種后處理濾波器，其中包括低碼率下基音加重，頻率選 擇性后濾波方法等等多種后處理的子方法。其中很多方法都是針對低碼率 下由于比特數不夠導致基音分量偏弱的不足，進行的語音或者激勵信號的 濾波和增強。現有的語音信號用于基音增強的后處理濾波，主要包括以下兩種典型 的實現方式一種是基于不同頻帶的基音增強濾波器，這種濾波器將已經合成的語 音信號分成不同的頻段，在某些頻段里(而不是全部)進行基音增強的濾波，最后將不同頻段的語音信號加起來成為濾波結果。它引入了多種帶通 濾波器，造成了計算復雜度的提高。不僅如此，它也沒有進行基音加重， 而僅僅是部分抑制了基頻之間的噪聲分量。另一種濾波器的算法是直接將自適應碼本激勵信號加到總激勵上。由 于它要計算權重分量和信號能量，需要引入大量乘法和開方運算，復雜度 也是比較高。發明內容本發明要解決的技術問題是提供一種語音信號后處理濾波方法，可同 時實現語音信號的基音加重和基音增強，且算法簡單，易于實現。為解決上述技術問題，本發明提供一種語音信號后處理濾波方法，包括(1) 將待處理語音信號依次送入基音頻率分量整型模塊、基音權重參 數調整和第一基音增強濾波器進行處理；(2) 將步驟(1)處理所得的信號再與待處理語音信號進行相加；(3) 將步驟(2)處理所得的信號再送入第二基音增強濾波器進行處理。本發明所述語音信號后處理濾波方法，還可按如下步驟進行(1) 將待處理語音信號首先送入第二基音增強濾波器進行處理；(2) 將步驟(1)所得的處理信號再依次送入基音頻率分量整型模塊、 基音權重參數調整和第一基音增強濾波器進行處理；(3) 將步驟(2)所得的處理信號再與步驟(1)所得的處理信號進行相加。本發明由于采用了上述技術方案，具有這樣的有益效果，即同時實現 了語音信號的基音加重和基音增強，即第一，由于基音增強濾波的主要作用是消除諧波之間的多余的頻率成分，因此起到了基音增強的作用；第二， 由于本發明所述方法實現的后處理濾波器等效于將原語音信號通過一個長 時濾波器和特定濾波器再相加到原信號上，因此進一步增強了信號的基音 成分；從而實現了改善語音質量的目的。該語音信號后處理濾波方法還具 有算法復雜度低、易于實現的特點。
下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明 圖1為使用碼激勵線性預測算法對語音信號進行編碼的流程示意圖； 圖2為使用碼激勵線性預測算法對語音信號進行解碼的流程示意圖； 圖3為本發明所述語音信號后處理濾波方法的一個實施例的實現框圖；圖4為本發明所述語音信號后處理濾波方法的另一個實施例的實現 框圖。
具體實施方式
在一個實施例中，如圖3所示，本發明所述語音信號后處理濾波可通 過以下方法來實現(1)將待處理語音信號依次送入基音頻率分量整型模 塊、基音權重參數調整和第一基音增強濾波器進行處理；(2)再將經上述 處理后得到的信號與原待處理語音信號進行相加；(3)將相加后的信號送 入第二基音增強濾波器進行處理，即得到了本發明所要實現的后處理信 號。在另一個實施例中，如圖4所示，本發明所述語音信號后處理濾波還 可以通過以下方法來實現(1)將待處理語音信號首先送入第二基音增強濾波器進行處理；(2)將經所述第二基音增強濾波器處理后的信號再依次送入基音頻率分量整型模塊、基音權重參數調整和第一基音增強濾波器進行處理；(3)將(2)處理所得的信號再與經所述第二基音增強濾波器處 理后的信號進行相加，即得到了本發明所要實現的后處理信號。上述兩個實施例中所述依次送入基音頻率分量整型模塊、基音權重參 數調整和第一基音增強濾波器進行處理是指這三個處理順序是可以任意 改變的或者任意一種等效的形式。其中，所述基音頻率分量整型模塊為一個特定濾波器，用于控制基音 所包含的各種頻率分量的幅度，其既可以用全通濾波器來實現，即其所實 現的算法為//。(幻=1;也可以用低通濾波器來實現，即其所實現的算法 為i/。(z) = l + z-、所述第一基音增強濾波器和第二基音增強濾波器可采用任何一種形 式的基音增強濾波器， 一般采用長時濾波器來實現。其中所采用的長時濾波器時可以采用任何一種參數形式來配置其參數，只要滿足//^(。=;1+^^ 的形式即可。在本發明中，所述第一基音增強濾波器和第二基音增強濾波器一般采用如下的典型形式來表示，即<formula>formula see original document page 7</formula>其中，T是本幀語音信號所對應的基音參數，"則是和基音增益相關的參數。因此，假設所述基音頻率分量整型模塊所實現的算法為H。(z)，所述所實現的算法為HPE1(Z)，所述第二基音增強濾波器中所實現的算法為HPE2(z)，則依據上述方法所實現的后處理濾波器將最終所實現的算法如下,=//潛(z)(l +艮,(z)//0 (力)其中，/ 為基音權重參數，它是一個固定的經驗參數，用于控制基音 增強的大小。因此本發明所述語音信號后處理濾波還可采用實現如下算法的一個 后處理濾波器來完成//(z) = ((l — a) + oz-r》+ _ ") + az_r K) (z))本發明所述的語音信號后處理濾波方法既可以用于對解碼語音信號 進行濾波，也可以用于對解碼激勵信號進行濾波，因此用于實現該后處理 濾波方法的后處理濾波器其既可以放在解碼語音信號形成之后，也可以放 在任何一個等效的位置，例如在激勵信號被重建的時候，如自適應碼本激 勵、固定碼本激勵或總激勵信號形成之后的位置。因此，本發明所述語音 信號后處理濾波方法中所用到的基音參數T、 a和"可從當前的語音解碼 器中直接讀取，也可以采取任意一種基音跟蹤算法來計算獲得。本發明所述后處理濾波器可應用在任何基于碼激勵線性預測編碼的 框架里，例如AMR-WB， AMR-WB+， G. 729等等。
權利要求
1. 一種語音信號后處理濾波方法，其特征在于，包括(1)將待處理語音信號依次送入基音頻率分量整型模塊、基音權重參數調整和第一基音增強濾波器進行處理；(2)將步驟(1)處理所得的信號再與待處理語音信號進行相加；(3)將步驟(2)處理所得的信號再送入第二基音增強濾波器進行處理。
2、 一種語音信號后處理濾波方法，其特征在于，包括(1 )將待處理語音信號首先送入第二基音增強濾波器進行處理；(2) 將步驟(1)所得的處理信號再依次送入基音頻率分量整型模塊、 基音權重參數調整和第一基音增強濾波器進行處理；(3) 將步驟(2)所得的處理信號再與步驟(1)所得的處理信號進行相加。
3、 根據權利要求1或2所述的語音信號后處理濾波方法，其特征在于， 所述基音頻率分量整型模塊用于控制基音所包含的各種頻率分量的幅度， 可用全通濾波器來實現，即其所實現的算法為//。(勻=1;或者用低通濾波 器來實現，即其所實現的算法為//。(z) = l + z-、其中T為本幀語音信號所 對應的基音參數。
4、 根據權利要求1或2所述的語音信號后處理濾波方法，其特征在于， 所述基音權重參數是一個固定的經驗參數，用于控制基音增強的大小。
5、 根據權利要求1或2所述的語音信號后處理濾波方法，其特征在于，所述第一基音增強濾波器和所述第二基音增強濾波器為長時濾波器，其所實現的算法應滿足/^(勻=/1 + 7,的形式。
6、 根據權利要求5所述的語音信號后處理濾波方法，其特征在于，所述第一基音增強濾波器和所述第二基音增強濾波器所實現的算法為 7^(z) = (l-") + ",，其中"為和基音增益相關的參數，.T為本幀語音信號所對應的基音參數。
7、 根據權利要求l所述的語音信號后處理濾波方法，其特征在于，所 述步驟(1)中基音頻率分量整型模塊、基音權重參數調整和第一基音增強 濾波器進行處理的順序可任意組合。
8、 根據權利要求2所述的語音信號后處理濾波方法，其特征在于，所 述步驟(2)中基音頻率分量整型模塊、基音權重參數調整和第一基音增強濾波器進行處理的順序可任意組合。
9、 根據權利要求1或2所述的語音信號后處理濾波方法，其特征在于， 所述待處理語音信號為解碼語音信號或解碼激勵信號。
全文摘要
本發明公開了一種語音信號后處理濾波方法，可同時實現語音信號的基音加重和基音增強，且算法簡單，易于實現。包括(1)將待處理語音信號依次送入基音頻率分量整型模塊、基音權重參數調整和第一基音增強濾波器進行處理；(2)將步驟(1)處理所得的信號再與待處理語音信號進行相加；(3)將步驟(2)處理所得的信號再送入第二基音增強濾波器進行處理。或包括(1)將待處理語音信號首先送入第二基音增強濾波器進行處理；(2)將步驟(1)所得的處理信號再依次送入基音頻率分量整型模塊、基音權重參數調整和第一基音增強濾波器進行處理；(3)將步驟(2)所得的處理信號再與步驟(1)所得的處理信號進行相加。
文檔編號G10L19/00GK101266797SQ20071003814
公開日2008年9月17日 申請日期2007年3月16日 優先權日2007年3月16日
發明者林福輝, 黃鶴云 申請人:展訊通信(上海)有限公司